“天地之中”：一心经纬岁月客

文/张立峰

在河南郑州登封市的周围，分布着一系列杰出的古建筑。其中，不仅有中岳庙、太室阙和少室阙等礼制建筑，还有嵩岳寺塔、会善寺和少林寺初祖庵等宗教建筑，以及在国内少见的周公测景台、登封观星台等古代科技建筑。

这些建筑实物上至东汉元初五年（118 年），下至明清时期，其历史时间跨越之久远，建筑类型之多样，文化内涵之丰富，世所罕有。2010 年8 月，第34 届世界遗产大会正式将登封“天地之中”历史建筑群列入《世界遗产名录》。

在世界遗产中，登封“天地之中”历史建筑群具有诸多的独特性。它由8 处11 项历史建筑组成，以一种东方宇宙观，把看似互不相属的建筑有机地结合在一起。“天地之中”的概念与皇权紧密相连，“天地之中”作为帝都选址的绝佳象征，加上自古让人们有着自然崇拜的嵩山作为背景景观，这一系列遗产点反映了这一地区在声望和权威上的重大意义。简而言之，登封“天地之中”历史建筑群是以“天地之中”理念为核心的文化精神的具体体现，再现了中华先民独特的宇宙观和审美意识，是中国古代礼制、宗教和科技建筑技艺的真实反映，为已经消失的文化传统提供了稀有证据。

周公测景台

与“天地之中”宇宙观联系最紧密的，当数唐代的周公测景台和元代的观星台。

周公测景台位于登封市告成镇北部的台地上，它和观星台等共同组成一个建筑群落，整体坐北朝南，沿着中轴线依次建有照壁、大门、周公测景台、周公祠、观星台和帝尧殿等。

现存的周公测景台建于唐开元十一年（723 年）。台身由青石凿成，分为石台座和座上石表两部分。台座为覆斗状，上窄下宽。石表为长方形柱体，上有石帽，底部有榫，植入石台座卯口，正面刻有“周公测景台”五个字。

清代的《登封县志》中称：“台名测景，只数尺耳。天地之中，乃定于此。”区区数尺石台，何以确定“天地之中”呢？

周公测景台的所在地——告成镇，古称阳城。早在夏朝，此地就是王朝的中心，《竹书纪年》有大禹“都于阳城”的记载。尽管如此，阳城被视作地中却始于周公测景台。

武王灭商以后，因西周都城镐京僻居关西，不利于治理新的国家。于是，周公姬旦按照周武王的建国方略，选择在阳城边的“洛邑”营建新都。《史记 · 周本纪》中说：“周公复卜申视，卒营筑，居九鼎焉。曰：‘此天下之中，四方入贡道里均。’”

周公“复卜申视”的举措之一，是“立表测景”。在古代，“景”和“影”互为通假字，“测景”就是观测日影。《周礼》记载，周公应用“土圭之法”，在地上竖起八尺高杆，当夏至日正午时，日影长度为一尺五寸，由此确定为“地中”。在这里建都，四方邦国距离此远近适中，入贡的路程都差不多。

周成王五年（前1038 年），新都营建完毕，周成王召见贵族何，勉励他为国效力。为此，贵族何铸造了青铜器“何尊”，铭文中记录了洛邑营建之事，其中出现了“宅兹中国”之说，表明周王朝以此为“天地之中”。此后，嵩洛之间被称为中原，华夏大地唤作中国，这都与“周公测景”息息相关。

夏至日正午太阳高度最大，石表表影正好投影在圭表基座的北边沿，地面上看不见表影（图片来源：北京天文馆官网）

周公测景台

“周公测景”之后，阳城成为天文观测中心。汉代的张衡、郑玄，南北朝的祖冲之，隋代的刘焯，唐代的僧一行、南宫说，元代的郭守敬，都曾在这里观测天象，或运用观测数据编修历法。

开元十一年，太史监南宫说奉唐玄宗的旨意在阳城树立石表，以示对“周公测景”的纪念，石表本身也兼有测影功能。次年，为了创编《大衍历》，相传唐玄宗将隐于嵩山会善寺的天文学家僧一行迎请回都城。僧一行非常强调对天象的实测，为此，南宫说受命组织观测人员，从今天越南中部的“林邑”到山西北部的“蔚州”，设置包括阳城在内的九处观测点，进行天文观测。这场持续了五年，南北距离超过3500 千米的大型天文实测活动，史称“天下测景”。

今天，告成镇的百姓把周公测景台称作“无影台”。类似的说法，也能追溯到唐代。著名的求法僧义净在《南海寄归内法传》中有“洛州无影”的记载。印度次大陆多位于北回归线以南，义净在印度求法时，多次目睹“日中人立，并皆无影”的景象。

然而，“洛州”深居中原，当地纬度约为34.3 度，超出北回归线11.04 度，为何会有“无影”之说呢？其奥秘就在周公测景台的石座上。石座高约1.95 米，上方的石表也高约1.95 米，石圭背后刻有对联：“道通天地有形外，石蕴阴阳无影中”。每年夏至日正午，石表正好投影在石圭顶面北部边沿，影长一尺五寸，而地上无影，正合《周礼》“地中”之数，因此又称“无影台”。

元代观星台

在周公测景台正北方20 米处，是元代郭守敬于至元年间创建的“观星台”，也是我国现存最古老的天文台。

观星台是一座由回旋踏道簇拥着的方形砖台。台体上小下大，呈覆斗状，连台顶小室通高12.62 米。台面为正方形，台基边长16 余米，台顶边长8 余米。台下北壁设有对称的两个踏道口，可由此登临台顶。与周公祠、帝尧殿坐北朝南的格局不同，观星台是坐南向北，以便观测日影。

就测量日影而言，周公测景台虽然实用、简便，但测量精度却不高。石表投下的日影越靠近边缘越模糊，难以划分清晰的界限。以冬至为例，若影长误差几毫米，交节时刻可相差1～2小时。

为此，郭守敬在建造观星台时，大幅增高台体，借此增加“表”的高度，将“八尺唐表”增高至四丈。观星台由两部分组成，一部分是梯台体建筑，上面放置天文仪器，如简仪、仰仪等等，用来观测天象。台身中间水平放置一根长1.97米，直径为0.08米的铜棒，又叫横梁。作为投射日影的高表。通过获取五倍于唐表的日影长度，可以降低相对误差。另一部分，在台体北面凹槽的下端，郭守敬加设了一条南北向、由36 方石板铺成的石圭——量天尺。石圭表面刻有两条深0.02 米的平行水渠，通过观察渠内水流，来确定石圭是否水平。这样可以确保表与圭的垂直关系，较为准确地读取石圭表面的线状日影长度。

尽管如此，由于太阳是面光源，投在石圭上的表影顶端仍会产生半影，这也是历代测影产生误差的主要原因。

为解决这个难题，郭守敬根据“小孔成像”原理，制作了“景符”这一辅助仪器。它是一块薄薄的铜片，中间开有小孔，用可调节角度的支架放在石圭表面。在半影区缓慢移动景符，使光线穿过小孔，米粒大的太阳倒像和细如发丝的铜条实影会相继出现在石圭上，当铜条实影平分太阳光点时，就能精准地测得太阳投射的影长。

景符的出现，同比例缩小了半影区，减小了测量的绝对误差，是元代测影精度大幅提高的关键创新，也达到有史以来使用圭表测影的巅峰。郭守敬如此耗费心血，目的是为元代历法的改革和天文大地测量做准备。

至元十六年（1279 年），元世祖忽必烈采纳大臣刘秉忠的建议，命郭守敬、王恂等人创编《授时历》，开展天文实测。这次天文实测范围极广，南至南海，北至西伯利亚，东至朝鲜半岛，西至河西走廊，共建天文台站27 个，观测内容包括夏至影长、北极星出地高度和昼夜时刻等等。其规模之大，世所罕见，史称“四海测验”。

当年三月，郭守敬由上都（今锡林郭勒盟）、大都（今北京），经河南告城，转抵南海，带队一路测验。在27 个观测台中，只有大都和告城采用四丈高表测影，唯有告城建造了高台。在这里建台测景，是因为告城为传统的地中所在，测量数据更具有权威性和比较性。

经过科技革新和辛勤的观测，郭守敬等人在至元十八年（1281年）编制出当时世界上最先进的历法——《授时历》。测算出的回归年长度为365.2425 日，合365 天5 小时49 分12 秒，精度与当今世界上许多国家使用的《格里高利历》相当，与现代科学推算的回归年周期仅差25.92 秒。

从唐到元，两次天文大地的实测，两次天文仪器的创新，两部先进历法的创编，都凝聚着先贤坚持不懈的努力和探索。唐表与元台正是这一精神丰碑的具象表现，是东方文明“天地之中”宇宙观的典范呈现。

元代观星台